Способ управления пусковым процессом разогрева ретура
Изобретение относится к автоматизации процессов сушки и термической обработки сыпучих материалов. Цель изобретения - интенсификация пускового процесса разогрева ретура во вращающемся барабане. Для этого подачу теплоносителя (Т) осуществляют в пульсирующем режиме путем изменения в заданных пределах расхода вторичного воздуха со стабилизацией т-ры Т на входе в барабан путем изменения расхода топлива. В вычислительном блоке периодически (по окончании каждого периода изменения подачи вторичного воздуха) определяют величину S, характеризующую отношение количеств поглощенного ретуром тепла и подведенного с Т тепла. Сравнивают эту величину с заданным значением S<SP POS="POST">з</SP> и по отклонению этих величин корректируют расход вторичного воздуха, тем самым корректируя количество подводимого с Т тепла. При достижении разогреваемым ретуром заданной т-ры обеспечивается переход к процессу сушки. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СО(.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (11) (.ч) 4 F 26 В 25 22
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р-,Бй19 ГЕг.А
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4250839/24-06 (22) 20.04.87 (46) 30.10 ° 89 ° Бюл. 1)" 40 (71) Уфимский нефтяной институт (72) А.И.Кобяков, А.К.Ращепкин и В.С.Балакирев (53) 66.047.755.7.012-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 866369, кл . F 26 В 25/22, 1979. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ IIYCKOBblM
ПРОЦЕССОМ РАЗОГРЕВА РЕТУРА (57) Изобретение относится к автоматизации процессов сушки и термической обработки сыпучих материалов.
Цель изобретения — интенсификация пускового процесса разогрева ретура во вращающемся барабане. Для этого подачу теплоносителя (Т) осуществляИзобретение относится к автоматизации процессов сушки и термической обработки сыпучих материалов, в частности пускового процесса разогрева ретура во вращающемся барабане.
Цель изобретения — интенсификация пускового процесса.
На фиг. 1 представлена блок-схема для реализации способа управления пусковым процессом разогрева ретура; на фиг. ? — функциональная схема вычислительного блока °
Блок-схема системы управления включает вращающийся барабан 1 с топкой 2, датчики 3 и 4 температуры теплоносителя соответственно на входе в барабан 1 и выходе его, регулятор 5 температуры теплоносителя на входе в ют в пульсирующем режиме путем изменения в заданных пределах расхода вторичного воздуха со стабилизацией т-ры Т на входе в барабан путем изменения расхода топлива. В вычислительном блоке периодически (по окончании каждого периода изменения подачи вторичного воздуха) определяют величину S, характеризующую отношение количеств поглощенного ретуром тепла и подведенного с Т тепла ° Сравнивают эту величину с заданным значением
S и по отклонению этих величин кор3 ректируют расход вторичного воздуха, тем самым корректируя количество подводимого с Т тепла. При достижении разогреваемым ретуром заданной т-ры обеспечивается переход к процессу сушки. 2 ил. барабан 1, исполнительные механизмы
6, 7 и 8 на линиях подачи в топку 2, соответственно топлива, первичного и вторичного воздуха, блок 9 временной задержки сигнала, сумматоры 10 и 11, вычислительный блок 12, датчики 13, 14 и 15 расходов на линиях подачи в топку соответственно топлива, первичного и вторичного воздуха генератор 16 периодических колебаний и контур циркуляции ретура, содержащий гранулятор 17 и транспортирующие устройства 18, датчик 19 температуры ретура на выходе из барабана 1, блок
20 сравнения, блок 21 переключения.
Функциональная схема вычислительного блока 12 включает сумматоры 22, 23, 24, умножители 25, 26, 27 и 28, ин1518635 теграторы 29 и 30, блок 31 отношения, блок 32 запоминания, блок 33 вычисления функции "sign", блок 34 формирования импульсов и блок 35 задержки сиг—
5 нала .
Способ управления пусковым процессом разогрева ретура осуществляют следующим образом (на примере производства нитроаммофоски).
Исходное состояние процесса разогрева характеризуется следующими параметрами: температура ретура на выходе из барабана 1 равна температуре окру(( жающей среды,. например 20 С, температура теплоносителя на входе 200 С, на выходе 120 С, расход топлива в топо ку 2 составляет 30 м /мин, первичного воздуха 60 мз/мин. На вход вращающегося барабана 1 поступает по замкнутому 20 технологическому контуру гранулированный материал (ретур) и теплоноситель из топки 2. В ходе пускового процесса необходимо нагреть ретур, циркулирующий в замкнутом технологическом кон- 25 туре, до заданной температуры.
Для интенсификации процесса разогрева разность температуры теплоносителя и нагреваемого материала на про-.яжении всего пускового процесса долж-30 на быть максимальной. Для этого датчиком 3 измеряют температуру теплоносителя на входе в барабан 1. Сигнал
Т подают на вход регулятора 5 ° На другой вход регулятора 5 подают сиг3 35 нал задания Т„. В регуляторе 5 по отклонению сигнала Т от сигнала Т (3
r формируют, например, по ПИ-закону сигнапы управления U и U, которые изменяют с помощью исполнительных механиз -40 мов 6 и 7 подачу в топку соответственно топлива и первичного воздуха, Причем для обеспечения устойчивого горения сигналы У и У формируются в заданном соотношении К, т.е. U< =
=K-Б, .
Для определения эффективности теплообмена в пусковом процессе разогрева ретура периодически, с частотой й(=1/c, (e — период пульсации), изменяют в заданных пределах величину расхода вторичного воздуха. Поскольку температура греющих газов на входе в барабан 1 стабилизирована, то периодическое увеличение и уменьшение
55 на заданную постоянную величину Гв среднего значения расхода вторичного воздуха вызь|вает соответствующее изменение A Q(, подвода тепла в барабан
1, которое, в свою очередь, вызывает изменение поглощенного ретуром тепла бч . Обозначим S=hQ
AG< =-const и Q =const, то выгодно принять Ь Q„=1, тогда S=IQ р. Задача системы управления состоит в поддержании заьанной величины S =8Q так как
Р отклонение измеряемой величины S от заданного значения S будет приводить либо к увеличению длительности пускового процесса, либо к увеличению энергетических затрат на пуск.
Для этого сигнал датчика 3 темпеI ратуры Т через блок 9 временной задержки поступает на вход сумматора 10.
На другой его вход поступает сигнал ((Т от датчика 4 температуры греющих газов на выходе из агрегата ° На выходе сумматора 10 получают сигнал, рав(II ный (1 T=7„-Ò, Временная задержка сигнала Т необходима для устранения влияния инерционности объекта на точность регулирования. Сигнал h Т направляют в вычислительный блок 12, Туда же подают сигналы G, С, Ся
6 от датчиков 13, 14 и 15 расходов соответственно топлива, первичного и вторичного воздуха, а также испытателы(ый сигнал Б„. от генератора 16 периодических колебаний и сигнал задания S . Испытательный сигнал U представляет собой периодический сигнал прямоугольной формы, изменяющийся, например, по закону
U„=U s ign (s in M t); где (/ — частота колебаний;
U — амплитуда колебаний (определяется опытным путем); время.
Сигнал Б„ используют для формирования пульсирующей подачи вторичного воздуха в топку. Частотаи(=1/Г, где г1 период колебаний. Величину выбиракт такой, чтобы полупериод каждого колебания был больше суммы времени прохождения газа через барабан
1 и длительности переходного процесса для температуры тепЛоносителя на выходе из барабана 1, Практическими
=5-7 мин ии =0,00333-0,00238 с .
Сигналы С -, G> и G@ 13, 14 и 15 расходов соответственно топлива, первичного и вторичного воздуха, подают на входы сумматора 22. Происходит сложение этих сигналов. Вь(ходной сигнал (Q=G +G +G -> суммат. 5(ь2.тора 22 подают на вход умножителя 25,(5 1518 На другой его вход подают сигнал д разности температуры теплоносителя на входе и выходе из барабана 1, На выходе умножителя 20 получают сигнал Q=AT ° Q, равньп(количеству тепла, пе5 редаваемого от газов к ретуру, или Q=I1T (С,+Сц+С„) =(Т -Т,) . (С +С„+С„) .. (2) 10 Полученное текущее значение количества поглощенного тепла Я усредпяется на каждом иэ полупериодов изме— нения расхода вторичного воздуха С(а J Q« Q==JQ t (. о ?/ и вычисляется величина изменения количества поглощенного тепла за перио с 20 (3) Для этого сигнал Q направляют на умножитель 26, н котором умножают его 25 на постоянный коэффициент, равный 2/с (значение с определяется частотой колебаний с выходного сигнала UII IeHeps ops 16). Затем выходной сигнал умножителя 26, равный Q5=2 Я/с> подают одновременно на интегратор 30 и через умножитель 27 на интегратор 29. Умножитель 27 предназначен для инвертирования знака сигнала в соответствии со знаком испыта35 тельного сигнала U . Для этого сигнал Ц на вход блока 33 вычисления функции Яign ° ВыхОднОй сигнал 8 блока 33, равный S, sign(L ), подают на умножитель 27, на выходе которого 40 получают сигнал Q, равный () =Я . S 3 1 =Q ° sign(U ). Сигнал Q„, подают на вход интегратора 29, где определяют неличинуЛ Q< изменений количества теп ла, поглощаемого ретуром за период с в соответствии с ныръкением (4). Относя полученную величину д QI) к сумме Величин Q и Q2, получим без 1 размерную величину S Таким образом, вычислительный блок 12 периодически определяет величину 45 S изменения количества тепла, поглощаемого ретуром. Сравнивают эту величину с заданным значением S и по отклонению величины S от S корректи3 руют значение сигнала управления Uy. Полученньп1 в блоке 12 сигнал управления U смешивают в сумматоре 11 с испытательным сигналом U для получе( ния пульсаций U =U +LI U +U sign (sin 21 подают на исполнительный механизм 8, корректируя тем самым подвод тепла в барабан 1. Для автоматического управления окончанием пускового процесса разогрес/2 dQ 0 "./2 (Р/ (Q1+Q2) (5) Для этого на интеграторе 30 находят сумму QI+Q 2 средних на каждом из полупериодов испытательного сигнала значений поглощенного тепла с 2 Q+Q<=3 = Q«+J =Q «. (6) о (. 2 Выходные сигналы I интегратора 29 и 635 6 интегратора 30 подают на входы блока отношения 31, в котором вычисляют сигнал отношения Т, равный I> = =?,/Т2. Сигнал I> направляют в блок запоминания 32, который запоминает мгновенное значение сигнала I в момент поступления на другой его вход импульсного сигнала S . Импульсньп сигнал S z формируется в момент окончания периодического испытательного сигнала U . Для этого сигнал U> подают на вход блока 34 формирования импульсон. Блок 34 выдает импульс S2 в момент изменения фазы сигнала U c отрицательной на положительную. HMпульсньп1 сигнал S подают на блок saпоминания 32, а также через блок временной задержки 35 на интеграторы 29 и 30 для обнуления их выходных сигналов I1 и ?2 по окончании каждого периода испытательного сигнала. На выходе блока запоминания 32 по окончании каждого периода с получают сигнал S в соответствии с формулой (5). Сигнал S подают на вход сумматора 23, На другОЙ его вход подают сигнал задания S . На выходе сумматора 23получают сигнал разности S-S и направляют его на вход умножителя 28, в котором он умножается на коэффиципропорциональности KZ, СигHQJI L(() умножителя 28, равный К -(S-S )= 2 подают на вход сумматора 24, на выходе которого получают сигнал управления И =К +Ц =К +К,. (S-S ), (7) где к — постоянньп(коэффициент (зна1 чение сигнала управления при S=S ). 1518635 3 (1, если Tp )i Tp (О, если T < T р (8) ! Сигнал L блока 20 подают на вход блока переключения 21. На другие его входы подают сигналы U управления и U задания ° .Сигнал задания U обес9 печивает подачу вторичного воздуха в топку с постоянным расходом для начала процесса сушки. Значение величин 1 U определяется по статической 3 характеристике рабочего органа исполнит льного механизм» 8. Выходной сигнал блока переключения 21 оавен: ) (U, если 7, 0 (. U если L=1 1, Выходной сигнал U блока 21 пода" ют на испоU>IIITPJIIIIEIA механизм 8. При осуществлении гускового режима разо) грев» U=U . Когда температура ретура Тр остигает заданного значения Т p t т.:> блок сравнения 20 формирует сигал управления L 1, который переклюI„ .cI блоь- 21 н режим, при котором ,з U=U т. е. обеспечивает переход к процессу сушки. на ретура сигнал Тр датчика 19 температуры ретура на выходе из барабана l подают на нход блока сравнения 20. На другой его вход подают сигнал Тр заданного значения температуры ре3 тура, В блоке 20 получают логический сигнал управления . по формуле Ф о р м у л d и 3 о 6 р е т е н и я Способ управления пусковым процессом разогрева ретура во вращающемся барабане путем подачи первичного воздуха и топлива в топку с последующим смешением полученного горячего газа с потоком вторичного воздуха и подачей полученного теплоносителя в барабан с одновременным измерением его температуры на входе и выходе иэ барабана, отличающийся тем, что, с целью инТенсиФикации пускового процесса, подачу теплоносителя в барабан осуществляют в пульсирующем режиме путем изменения в заданных пределах подачи вторичного воздуха на смешение с одновременной стабилизаци20 ей температуры теплоносителя на входе н барабан путем изменения расхода топлива и по окончании каждого периода изменения подачи вторичного воздуха определяют отношение погло25 щенного и подводимого тепла, сравнивают полученный результат с заданным и по результатам сравнения корректируют подачу вторичного воздуха, при этом дополнительно измеряют темпера30 туру ретура и по достижении ее заданного значения переходят с пульсирующего режима подачи теплоносителя на стационарный посредством стабилизации подачи вторичного воздуха. Составитель С.Полянский Редактор В.Ковтун Техред Л.Сердюкова Корректор O.Äèïäå Заказ 6593/44 Тираж 593 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям нри ГЕНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. ГагаРина, 101-Q =J (Q . ) dt+J (-Q .)dt (4)
